AT516122B1 - Method for dosing plastic granules - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Beeinflussung der Schmelzetemperatur im Plastifizierzylinder einer Plastifiziereinheit (1) für eine Spritzgießmaschine, mit einer in einer Zylinderbohrung eines sich axial erstreckenden Plastifizierzylinders verschiebbar und drehbar angeordneten Plastifizierschnecke (4), wobei ein Dosieren von der Plastifiziereinheit (1) zugeführtem Kunststoffgranulat in Abhängigkeit einer gewünschten Schmelzetemperatur in der Plastifiziereinheit (1) durchgeführt wird, wobei mittels Ultraschallmessungen in Form von reflektierten oder transmittierten Ultraschallpulsen an mehreren axialen Positionen des Plastifizierzylinders ein Verlauf der Schmelztetemperatur ermittelt wird und das Dosieren des Kunststoffgranulats in Abhängigkeit des Verlaufs der Schmelzetemperatur durchgeführt wird.Method for influencing the melt temperature in the plasticizing cylinder of a plasticizing unit (1) for an injection molding machine, comprising a plasticizing screw (4) displaceably and rotatably mounted in a cylinder bore of an axially extending plasticizing cylinder, wherein metering of plastic granules supplied by the plasticizing unit (1) depends on a desired plasticizing unit Melting temperature in the plasticizing unit (1) is carried out, wherein by ultrasound measurements in the form of reflected or transmitted ultrasonic pulses at a plurality of axial positions of the plasticizing a course of Schmelztetemperatur is determined and the metering of the plastic granules is carried out depending on the course of the melt temperature.
Description
Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Schmelzetempe-ratur im Plastifizierzylinder einer Plastifiziereinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.Description: The present invention relates to a method for influencing the melt temperature in the plasticizing cylinder of a plasticizing unit having the features of the preamble of claim 1.
[0002] In gattungsgemäßen Plastifiziereinheiten entstehen während der Plastifizierung des zum Einspritzen benötigten Schmelzereservoirs unerwünschte axiale Temperaturgradienten im Schneckenvorraum. Grund hierfür ist die Reduktion der effektiven Schneckenlänge (siehe C. Rauwendaal, „Polymer Extrusion" 4th Edition, Hanser Munich 2001) beim Dosieren und die damit verbundene Änderung der Schergeschichte und Verweilzeit von einzelnen Granulat und Fluidelementen, sowie die axialen Temperaturgradienten im Plastifizierzylinder.In generic plasticizing arise during the plasticization of the melt reservoir required for injection undesirable axial temperature gradients in the antechamber. The reason for this is the reduction of the effective screw length (see C. Rauwendaal, "Polymer Extrusion" 4th Edition, Hanser Munich 2001) during dosing and the associated change in the shear history and residence time of individual granules and fluid elements, as well as the axial temperature gradients in the plasticizing cylinder.
[0003] Im Spritzgießprozess kann die Schmelzetemperatur im Schneckenvorraum mittels der folgenden Stellgrößen beeinflusst werden (siehe z. B. DE 10 2010 024 267 A1 und J. L. White, H. Potente, „Screw Extrusion", Hanser Munich, 2003).In the injection molding process, the melt temperature in the screw antechamber can be influenced by means of the following manipulated variables (see, for example, DE 10 2010 024 267 A1 and J.L. White, H. Potente, "Screw Extrusion", Hanser Munich, 2003).
[0004] - Temperaturführung des Plastifizierzylinders:[0004] Temperature control of the plasticizing cylinder
Die Temperatur der Schmelze wird mittels geeigneter Profilvorgaben an der Heizung des Plastifizierzylinders beeinflusst.The temperature of the melt is influenced by means of suitable profile specifications on the heating of the plasticizing cylinder.
[0005] - Staudruck:[0005] - Back pressure:
Die Temperatur der Schmelze wird mittels geeigneter Profilvorgaben an die Staudruck-regelung der Plastifiziereinheit beeinflusst.The temperature of the melt is influenced by means of suitable profile specifications to the dynamic pressure control of the plasticizing unit.
[0006] - Schneckendrehzahl (bzw. Schneckenumfangsgeschwindigkeit):[0006] - screw speed (or screw peripheral speed):
Die Temperatur der Schmelze wird mittels geeigneter Profilvorgaben an die Drehzahl-regelung eines Motors der Plastifizierschnecke der Plastifiziereinheit beeinflusst.The temperature of the melt is influenced by means of suitable profile specifications for the speed control of a motor of the plasticizing screw of the plasticizing unit.
[0007] Der Einsatz der Temperaturfiihrung des Plastifizierzylinders als Stellgröße fiir die Schmelzetemperaturregelung ist bei Verwendung einer konventionellen Zylinderheizung mittels Keramik-Heizbändern auf Grund der Trägheit des Systems sowie der schlechten Temperatur-leitfähigkeit der Schmelze nur bedingt durchfiihrbar.The use of the temperature control of the plasticizing cylinder as a control variable for the melt temperature control is only conditionally feasible when using a conventional cylinder heating means of ceramic heating bands due to the inertia of the system and the poor temperature conductivity of the melt.
[0008] Eine bessere Eingriffsmöglichkeit bieten hier die Änderung der Drehzahl und/oder des Staudrucks, z. B. steigende Drehzahl bzw. Staudruck gegen Ende des Plastifiziervorgangs, urn einerseits einen höheren Energieeintrag in die Schmelze zu gewährleisten und andererseits die Verweilzeit der Schmelze in der Plastifizierschnecke zu erhöhen.A better intervention option here offer the change in speed and / or dynamic pressure, z. B. increasing speed or dynamic pressure towards the end of the plasticizing process, on the one hand to ensure a higher energy input into the melt and on the other hand to increase the residence time of the melt in the plasticizing screw.
[0009] Die gattungsgemäße JP H0639120 B2 zeigt eine konktaktlose Messung der Schmelzetemperatur an einer einzigen axialen Position unter Ausnützung einer dort vorhandenen Entlüf-tungsöffnung.The generic JP H0639120 B2 shows a konktaktlose measurement of the melt temperature at a single axial position by utilizing a vent there vent opening.
[0010] Eine Messung der Schmelzetemperatur mittels Ultraschall an unterschiedlichen axialen Positionen geht aus Fig. 4 der US 5,951,163 A hervor.A measurement of the melt temperature by means of ultrasound at different axial positions is shown in FIG. 4 of US 5,951,163 A.
[0011] Der Artikel von Kobayashi M. et al „High temperature ultrasonic transducers for monitoring of micromolding", 2003 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, HONOLULU, HAWAII, OCT. 5-8, 2003 betrifft nurallgemein eine Messung der Schalllaufzeit im Plastifizierzylinder, ohne dass eine Ermittlung einer Temperatur erfolgt.The article by Kobayashi M. et al "High Temperature Ultrasonic Transducers for Monitoring Micromolding", 2003 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, HONOLULU, HAWAII, OCT., 5-8, 2003 only generally relates to a measurement of the sonic transit time in the plasticizing cylinder without a determination of a temperature takes place.
[0012] Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines gattungsgemäßen Verfahrens, welches eine gegenüber dem diskutierten Stand der Technik verbesserte Möglichkeit zur Beeinflussung der Schmelzetemperatur im Plastifizierzylinder einer Plastifiziereinheit für eine Spritz-gießmaschine aufweist.The object of the invention is to provide a generic method, which has a relation to the prior art improved ability to influence the melt temperature in the plasticizing a plasticizing unit for an injection molding machine.
[0013] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1.
[0014] Wie eingangs erwähnt, entstehen Temperaturgradienten im Schneckenvorraum einer Plastifiziereinheit teilweise auf Grund der Änderung der wirksamen Schneckenlänge der Plastifizierschnecke während des Plastifizierprozesses. Wird ein Dosieren von der Plastifiziereinheit zugeführtem Kunststoffgranulat in Abhängigkeit einer gewünschten Schmelzetemperatur in der Plastifiziereinheit durchgeführt, kann eine effektive Schneckenlänge der Plastifizierschnecke beeinflusst werden.As mentioned at the beginning, temperature gradients in the screw antechamber of a plasticizing unit arise in part because of the change in the effective screw length of the plasticizing screw during the plasticizing process. If a metering of plastic granulate supplied by the plasticizing unit is carried out as a function of a desired melt temperature in the plasticizing unit, an effective screw length of the plasticizing screw can be influenced.
[0015] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
[0016] Das Dosieren kann mittels handelsüblicher gravimetrischer oder volumetrischer Dosie-reinheiten erfolgen. Abhängig vom zugeführten Volumenstrom des Granulats des zu plastifizie-renden Kunststoffes kann so die Position des initialen Druckaufbaus variiert werden, was einer Anderung der wirksamen bzw. effektiven Schneckenlänge der Plastifizierschnecke entspricht.The dosing can be done by means of commercially available gravimetric or volumetric Dosie-purity. Depending on the supplied volume flow of the granules of the plasticizing plastic, the position of the initial pressure build-up can be varied, which corresponds to a change in the effective or effective screw length of the plasticizing screw.
[0017] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Plastifizierschnecke während des Dosierens unter-fiittert wird. Unterfütterung bedeutet, dass der Plastifizierschnecke weniger Granulat zugefiihrt wird, als sie in der Einzugszone fördern kann. Dadurch werden die Schneckengänge erst ab einem bestimmten Abstand von der Einzugsöffnung vollständig gefüllt. Ab diesem Punkt be-ginnt auch der Druckaufbau in der Plastifiziereinheit.It is preferably provided that the plasticizing screw is sub-fittert during dosing. Relining means that less granules are fed to the plasticising screw than it can convey in the feed zone. As a result, the worm threads are only completely filled at a certain distance from the intake opening. At this point, the pressure build-up in the plasticizing unit starts.
[0018] Erfolgt zum Beispiel während des Plastifiziervorgangs eine gezielte Unterfütterung der Plastifizierschnecke so, dass die effektive Schneckenlänge konstant ist, können unerwünschte Temperaturgradienten eliminiert werden.If, for example, during the plasticizing process a targeted relining of the plasticizing screw so that the effective screw length is constant, undesirable temperature gradients can be eliminated.
[0019] Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Plastifizierschnecke während des Dosierens derart unterfüttert wird, dass sich die effektive Schneckenlänge der Plastifizierschnecke wäh-rend der Plastifizierphase verkiirzt.Alternatively, it may be provided that the plasticizing screw is fed during metering such that the effective screw length of the plasticizing screw is shortened during the plasticizing phase.
[0020] Es kann auch vorgesehen sein, dass die Plastifizierschnecke während des Dosierens derart unterfiittert wird, dass sich die effektive Schneckenlänge der Plastifizierschnecke wäh-rend der Plastifizierphase erhöht. Hierdurch kommt es zu höheren Schmelzetemperaturen.It can also be provided that the plasticizing screw is underfiittert during dosing so that increases the effective screw length of the plasticizing screw during the plasticizing phase. This leads to higher melt temperatures.
[0021] Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei welchem ein gewiinschter Temperaturgradi-ent des Temperaturverlaufs im Plastifizierzylinder vorgegeben wird und das Dosieren derart erfolgt, dass sich der gewünschte Temperaturgradient im Plastifizierzylinder einstellt.Particularly preferred is a method in which a gewiinschter Temperaturgradi-ent the temperature profile is set in the plasticizing and dosing is done such that adjusts the desired temperature gradient in plasticizing.
[0022] Anhand der Figuren 1 bis 7 wird die Erfindung im Detail diskutiert.With reference to the figures 1 to 7, the invention is discussed in detail.
[0023] Die Figur 1 zeigt die Situation in einer Plastifiziereinheit 1, wobei das Dosieren so erfolgt, dass sich ein bestimmter Unterfütterungsgrad A einstellt. Eine vollständige Füllung erfolgt im sechsten Schneckengang, ausgehend von der Einfüllöffnung in Richtung Schneckenspitze.Figure 1 shows the situation in a plasticizing unit 1, wherein the dosing is done so that sets a certain Unterfütterungsgrad A. A complete filling takes place in the sixth flight, starting from the filling opening in the direction of the screw tip.
[0024] Erfolgt während des Plastifiziervorgangs eine gezielte Unterfiitterung der Plastifizierschnecke so, dass die effektive Schneckenlänge konstant ist, können unerwünschte Temperaturgradienten weitgehend eliminiert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit die verblei-benden Temperaturgradienten durch eine gezielte Verlängerung bzw. Verkiirzung der Plastifizierschnecke zu beeinflussen. Figur 2 zeigt ein Beispiel fiir eine Unterfiitterung der Plastifizierschnecke 4 mit einem Unterfütterungsgrad B > A. Eine vollständige Füllung erfolgt erst im sieb-ten Schneckengang, ausgehend von der Einfüllöffnung in Richtung Schneckenspitze. Diese Verkiirzung der wirksamen Schneckenlänge fiihrt zu geringeren Driicken, einem späteren Anschmelzen sowie geringeren Verweilzeiten und damit zu geringeren Schmelzetemperaturen.If a targeted Unterfiitterung the plasticizing during the plasticizing so that the effective screw length is constant, undesirable temperature gradients can be largely eliminated. In addition, there is the possibility of influencing the remaining temperature gradients by a targeted lengthening or shortening of the plasticizing screw. FIG. 2 shows an example for underfilling the plasticizing screw 4 with a degree of underfilling B> A. Complete filling takes place only in the seventh screw flight, starting from the filling opening in the direction of the screw tip. This shortening of the effective screw length leads to lower pressures, subsequent melting and lower residence times and thus lower melt temperatures.
[0025] Bei einer Verlängerung der wirksamen Schneckenlänge durch eine Verkleinerung des Unterfiitterungsgrads B < A wandert die Position des ersten Druckaufbaus in Richtung zur Einfüllöffnung. Diese Situation ist in Figur 3 dargestellt. Eine vollständige Fiillung erfolgt bereits im fiinften Schneckengang, ausgehend von der Einfüllöffnung in Richtung Schneckenspitze. Dies fiihrt zu erhöhten Driicken entlang der Rlastifizierschnecke, einem friiheren Anschmelzen des Granulats sowie größeren Verweilzeiten und damit zu höheren Schmelzetemperaturen.With an extension of the effective screw length by a reduction of the Unterfiitterungsgrads B <A migrates the position of the first pressure build-up in the direction of the filling opening. This situation is shown in FIG. A complete filling takes place already in the fifth flight, starting from the filling opening in the direction of the screw tip. This leads to increased pressures along the recharging screw, earlier melting of the granules and longer residence times and thus to higher melt temperatures.
[0026] Das oben beschriebene Verfahren bietet eine neue Stellgröße zur Verwendung in einem Schmelzetemperatur-Regelkreis fiir die Temperatur im Schneckenvorraum (Figuren 4 und 7). Das Bezugszeichen 51 in Figur 4 verweist auf eine Steuer- oder Regeleinrichtung fiir die Dosie-reinrichtung.The method described above provides a new manipulated variable for use in a melt temperature control circuit for the temperature in the screw antechamber (Figures 4 and 7). The reference numeral 51 in Figure 4 refers to a control device for the dosage device.
[0027] Die Messung der Temperatur erfolgt dabei bevorzugt mit einem ultraschallbasierten Temperaturmesssystem der mit Bezug auf die Figuren 5 bis 7 nachstehend beschriebenen Art.The measurement of the temperature is preferably carried out with an ultrasound-based temperature measuring system of the type described with reference to Figures 5 to 7 below.
[0028] Ausschnittsweise gezeigt ist eine Plastifiziereinheit 1 für eine Spritzgießmaschine in Form einer in einer Zylinderbohrung eines Plastifizierzylinders (mit Wandung 2) verschiebbar angeordneten, drehbaren Plastifizierschnecke 4. Durch das Aufdosieren von plastifiziertem Kunststoff im Bereich zwischen Einspritzdüse (nicht dargestellt) und der Spitze der Plastifizierschnecke 1 (Schneckenvorraum 3) wird die Plastifizierschnecke 1 von der Einspritzdüse weg bewegt. Dabei bildet sich im Schneckenvorraum 3 ein sogenannter Massepolster.In detail, a plasticizing unit 1 for an injection molding machine in the form of a in a cylinder bore of a plasticizing (with wall 2) slidably mounted, rotatable plasticizing screw 4. By the metering of plasticized plastic in the region between the injector (not shown) and the top of Plasticizing screw 1 (screw antechamber 3), the plasticizing screw 1 is moved away from the injection nozzle. In the process, a so-called mass cushion forms in the antechamber 3.
[0029] Wird ein Ultraschallpuls durch eine Kunststoffschmelze entlang eines Schalllaufweges S (zwischen einem Ultraschallsender und Ultraschallempfänger) gesendet, ergibt sich die Laufzeit ti_aufzeit des Pulses durch die Schmelze aus der FormelIf an ultrasonic pulse is transmitted through a plastic melt along a sound path S (between an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver), the running time ti_aufzeit of the pulse through the melt results from the formula
[0030] wobei CL,s(p,T) die vom Druck p und der Temperatur T abhängige longitudinale Schall-geschwindigkeit an einer Position s entlang des Schalllaufweges bezeichnet.Wherein CL, s (p, T) denotes the pressure p and the temperature T dependent longitudinal sound velocity at a position s along the sound path.
[0031] 1st die longitudinale Schallgeschwindigkeit Cl als Funktion des Druckes p und der Temperatur T bekannt (durch Kalibrationsmessungen Oder bevorzugt durch Nachsehen in dem Fachmann bekannten Tabellen, welche für verschiedene Kunststoffe die Laufzeit von Schall angeben - dies ist möglich, weil im Schneckenvorraum beim Dosieren zumindest annähernd ein konstanter Druck herrscht) kann aus der Laufzeitmessung auf die mittlere Temperatur entlang des Schalllaufweges S geschlossen werden.Is the longitudinal speed of sound Cl as a function of the pressure p and the temperature T known (by calibration measurements Or preferably by looking in the expert known tables, which specify the duration of sound for various plastics - this is possible because in the screw antechamber during dosing At least approximately a constant pressure prevails) can be concluded from the transit time measurement on the average temperature along the sound path S.
[0032] Zur Messung der axialen Temperaturverteilung im Schneckenvorraum 3 werden Ultra-schall-Laufzeitmessungen an mehreren axialen Positionen durchgefiihrt. Die Messungen kön-nen mittels sogenannter Reflexions- Oder Transmissionsmessungen durchgefiihrt werden. Alternativ kann auch mit einem Ultraschallwandler 5 abwechselnd an unterschiedlichen axialen Positionen liber mehrere Spritzgießzyklen gemessen werden.To measure the axial temperature distribution in the screw antechamber 3, ultrasound transit time measurements are performed at a plurality of axial positions. The measurements can be carried out by means of so-called reflection or transmission measurements. Alternatively, it is also possible to measure with an ultrasonic transducer 5 alternately at different axial positions over several injection molding cycles.
[0033] Die Reflexionsmessung ist in Figur 5 dargestellt. Es erfolgt eine axiale Messung der Schmelzetemperatur im Schneckenvorraum 3.The reflection measurement is shown in FIG. An axial measurement of the melt temperature in the screw antechamber 3 takes place.
[0034] Ein Ultraschallwandlerarray mit mehreren Ultraschallwandlern 5 wird entlang des Schneckenvorraums 3 an der Wandung 2 des Plastifizierzylinders angebracht. Ein in den Plasti-fizierzylinder gesendeter Ultraschallpuls, wird an der Oberkante der Zylinderbohrung reflektiert. Ein Teil der Schallenergie läuft weiter durch die plastifizierte Kunststoffschmelze, wird an der Unterkante der Zylinderbohrung reflektiert und läuft zurück zum Ultraschallwandler. Aus der Differenz der Laufzeiten der Reflexionen an der Ober- bzw. Unterkante (Wn bzw. Wen) der Zylinderbohrung und dem bekannten Zylinderdurchmesser d^der kann auf die Schallgeschwindigkeit (bei dem Staudruck pstau während des Aufdosierens) und somit auf die mittlere Schmelzetemperatur Tm entlang des Schalllaufweges geschlossen werden:An ultrasonic transducer array with a plurality of ultrasonic transducers 5 is attached to the wall 2 of the plasticizing cylinder along the screw antechamber 3. An ultrasonic pulse sent into the plasticizing cylinder is reflected at the top of the cylinder bore. Part of the sound energy continues to pass through the plasticized plastic melt, is reflected at the lower edge of the cylinder bore and runs back to the ultrasonic transducer. From the difference of the transit times of the reflections at the upper or lower edge (Wn or Wen) of the cylinder bore and the known cylinder diameter d ^ can on the speed of sound (at the back pressure pstau during the dosing) and thus on the average melt temperature Tm along of the sound flow path are closed:
[0035] Durch die Messung an verschiedenen axialen Positionen ergibt sich ein axiales Tempe-raturprofil im Schneckenvorraum 3. Die Berechnung erfolgt in einer in den Figuren 4 und 7 dargestellten Auswerteeinheit 8.By measuring at different axial positions results in an axial Tempe-raturprofil in the screw antechamber 3. The calculation is carried out in an evaluation unit 8 shown in Figures 4 and 7.
[0036] Bei der Transmissionsmessung, dargestellt in Figur 6, werden zwei gegenüber liegende Ultraschallwandlerarrays 6, 7 mit Ultraschallwandlern 5 an unterschiedlichen axialen Positionen entlang des Schneckenvorraums 3 an der Wandung 2 des Plastifizierzylinders angebracht, wobei das eine Ultraschallwandlerarray als Senderarray 6 und das gegeniiber liegende Ultraschallwandlerarray als Empfängerarray 7 verwendet wird. Alternativ kann auch mit zwei Ultraschallwandlern 5 (Sender und Empfänger) abwechselnd an verschiedenen axialen Positionen über mehrere Spritzgießzyklen gemessen werden.In the transmission measurement, shown in Figure 6, two opposite ultrasonic transducer arrays 6, 7 are mounted with ultrasonic transducers 5 at different axial positions along the Schneckenvorraums 3 on the wall 2 of the plasticizing, said one ultrasonic transducer array as the transmitter array 6 and the opposite lying Ultrasonic transducer array is used as a receiver array 7. Alternatively, even with two ultrasonic transducers 5 (transmitter and receiver) can be measured alternately at different axial positions over several injection molding cycles.
[0037] Ein von einem Ultraschallwandler 5 des Senderarrays 6 in den Plastifizierzylinder ge-sendeter Ultraschallpuls läuft durch die erste Hälfte der Wandung 2 des Plastifizierzylinders, weiter durch die Kunststoffschmelze und danach durch die zweite Hälfte der Wandung 2 des Plastifizierzylinders zum gegenüber liegenden Ultraschallwandler 5 des Empfängerarrays 7. Von der so gemessenen gesamten Laufzeit tgesamt des Ultraschallpulses müssen noch die Lauf-zeiten ts, te durch die Wandung 2 des Plastifizierzylinders abgezogen werden. Diese können durch Reflexionsmessungen mittels der Ultraschallwandler 5 im Sende- bzw. Empfängerarray 6, 7 ermittelt werden. Die Schallgeschwindigkeit cL ergibt sich ausOne of an ultrasonic transducer 5 of the transmitter array 6 in the plasticizing ge-transmitted ultrasonic pulse passes through the first half of the wall 2 of the plasticizing, further through the plastic melt and then through the second half of the wall 2 of the plasticizing to the opposite ultrasonic transducer 5 of Receiver arrays 7. From the thus measured total transit time t total of the ultrasonic pulse, the running times ts, te must still be subtracted through the wall 2 of the plasticizing cylinder. These can be determined by reflection measurements by means of the ultrasonic transducers 5 in the transmitter or receiver array 6, 7. The speed of sound cL results
[0038] Durch die Messung an verschiedenen axialen Positionen ergibt sich ein axiales Tempe-raturprofil im Schneckenvorraum 3. Die Berechnung erfolgt in einer in den Figuren 4 und 7 dargestellten Auswerteeinheit 8. Die Regelung erfolgt Liber eine Regelvorrichtung 9.By measuring at different axial positions results in an axial Tempe-raturprofil in the screw antechamber 3. The calculation is carried out in an evaluation unit 8 shown in Figures 4 and 7. The control is carried out via a control device. 9
[0039] Die Messung von te ist relativ aufwendig. Unter der Annahme, dass in der Wandung 2 ein nahezu rotationssymmetrisches Temperaturprofil vorherrscht, ist te ungefähr gleich ts. Damit kann auf die Messung von te verzichtet werden.The measurement of te is relatively expensive. Assuming that a nearly rotationally symmetric temperature profile prevails in the wall 2, te is approximately equal to ts. This can be dispensed with the measurement of te.
[0040] In alien Ausführungsbeispielen liegen die Ultraschallwandler 5 an der Wandung 2 des Plastifzierzylinders an, befinden sich also nicht in Bohrungen in der Wandung 2, welche die Wandung 2 durchbrechen. Es ware denkbar, die Ultraschallwandler 5 in Sackbohrungen ver-senkt in der Wandung 2 anzuordnen, z. B. bei Platzproblemen mit auf dem Plastifizierzylinder montierten Heizbändern.In all embodiments, the ultrasonic transducers 5 are applied to the wall 2 of the plasticizing, so are not in holes in the wall 2, which break through the wall 2. It would be conceivable to lower the ultrasonic transducer 5 in blind holes arranged in the wall 2, z. B. in space problems with mounted on the plasticizing heating bands.
[0041] Die Vorgabe der gewünschten Temperaturgradienten erfolgt zum Beispiel Liber einen Profilgenerator 10. Der Zusammenhang zwischen Dosiervolumenstrom bei volumetrischer Dosierung bzw. Dosiermassestrom bei gravimetrischer Dosierung und Änderung der Schmelze-temperatur wird dem Regelsystem bevorzugt in Form eines Kennlinienfelds zur Verfiigung gestellt. Die Kalibrierung der Kennlinie erfolgt bevorzugt in einem automatisierten Prozess.The specification of the desired temperature gradients is carried out, for example, via a profile generator 10. The relationship between dosing volumetric flow at volumetric dosing or dosing mass flow with gravimetric dosing and change in the melt temperature is preferably made available to the control system in the form of a family of characteristics. The calibration of the characteristic is preferably carried out in an automated process.
[0042] Da die Schmelzetemperatur an einer Messposition im Schneckenvorraum 5 zum Zeit-punkt der Messung nicht mehr verändert werden kann, handelt es sich beim Regelungssystem urn ein lernendes System, d.h. die Informationen die das System von der Temperaturmessung im aktuellen Zyklus der Plastifiziereinheit 1 bzw. der Spritzgießmaschine erhält werden für eine Berechnung der Stellgröße(n) in den nachfolgenden Zyklen verwendet. Das System benötigt daher eine gewisse Anzahl von Zyklen urn den gewiinschten Temperaturgradienten im Schneckenvorraum 5 einzustellen. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar, da in einem stabilen und eingeschwungenen Prozess keine dynamischen Anderungen der Schmelzetemperatur auftreten werden.Since the melt temperature at a measurement position in the screw antechamber 5 can not be changed at the time of measurement, the control system is a learning system, i. E. The information obtained by the system from the temperature measurement in the current cycle of the plasticizing unit 1 or the injection molding machine is used for a calculation of the manipulated variable (s) in the subsequent cycles. The system therefore requires a certain number of cycles to set the desired temperature gradient in the screw antechamber 5. However, this is not a limitation because in a stable and steady process no dynamic changes in the melt temperature will occur.
[0043] Das System kann wahlweise in die Maschinensteuerung der Spritzgießmaschine inte-griert, Oder als eigenständiges System eingesetzt werden. Auf Grund der Tatsache, dass ftir die Temperaturmessung keine Sensorbohrungen benötigt werden, hat die stand-alone Variante den Vorteil dass fiir mehrere Spritzgießmaschinen nur eine Mess- und Regelungseinheit benö-tigt wird.The system can optionally be integrated into the machine control of the injection molding machine, or used as a stand-alone system. Due to the fact that no sensor bores are required for the temperature measurement, the stand-alone version has the advantage that only one measuring and control unit is required for several injection molding machines.
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